Бетон. Классы и марки бетона.

Стадии напряжённо – деформированного состояния нормального

Сечения изгибаемых ж/б элементов

Опыты с различными ж/б изгибаемыми элементами внецентренно растянутыми, внецентренно сжатыми, показали, что при постепенном увеличении внешней нагрузки можно наблюдать 3-и характерных стадии напряжённо – деформированного состояния:Cтадия1 – до появления трещин в бетоне растянутой зоны, когда напряжения в бетоне меньше временного сопротивления растяжению и растягивающее усилия воспринимаются арматурой и бетоном совместно.Cтадия2 – после появления трещин в бетоне растянутой зоны, когда растягивающие усилия в местах, где образовались трещины, воспринимаются арматурой и участком бетона над трещиной, а на участках между трещинами – арматурой и бетоном совместна.Стадия3 – стадия разрушения, характеризующаяся относительно коротким периодом работы элемента, когда напряжение в растянутой стержневой арматуре достигают условного предела текучести, в высокопрочной арматурной проволоке – временного сопротивления, а напряжения в бетоне сжатой зоны – временного сопротивления сжатию.

Рассмотрим 3 –и стадии напряжённо – деформированного состояния в зоне чистого изгиба ж/б элемента при постоянном увеличении нагрузки.

Cтадия1. При малых нагрузках на элемент напряжения в бетоне и арматуре невелики, деформации носят преимущественно упругий характер; зависимость между напряжениями и деформациями – линейная, эпюры нормальных напряжений в бетоне сжатой растянутой зон сечения треугольные. С увеличением нагрузки элемент в бетоне растянутой зоны развиваются неупругие деформации, эпюра напряжений становится криволинейной, напряжения приближаются к пределу прочности при растяжении. Этим характеризуется конец стадии1.

Стадия2. В этом месте растянутой зоны, где образовались трещины, растягивающее усилие воспринимаемое арматурой и участком бетона растянутой зоны над трещиной. В интервалах между трещинами в растянутой зоне сцепление арматуры с бетоном сохраняется по мере удаления от краёв трещин растягивающее напряжения в бетоне увеличиваются, арматуре уменьшаются. С дальнейшим увеличением нагрузки на элемент в бетоне сжатой зоны развиваются неупругие деформации, эпюра нормальных напряжений искривляется, а ордината максимального напряжения перемещается с края сечения в глубину. Коней стадии2 характеризуется началом заметных неупругих деформаций в арматуре.

Стадия3 (стадия разрушения). C дальнейшим увеличением нагрузки напряжения в стержневой арматуре достигает физического (условного) предела текучести; напряжения в бетоне сжатой зоны под влиянием нарастающего прогиба элемента и сокращающейся высоты сжатой зоны также достигают значения временного сопротивления сжатию.

Расчет прочности изгибаемых элементов по нормальным сечениям.

Расчёт прочности внецентренно сжатых элементов.

Расчёт прочности центрально и внецентренно растянутых элементов.

Сплошные колонны.

Сечение:

Оси проходят по материалу. Напряжение при расчёте колонн:

σ = N/φ·A≤R_y·γ_c; I = (I/A)^0,5,

где N – сила (центральная); А – площадь сечения; φ – коэффициент продольного изгиба

φ=> α_max = L_ef/i_min – гибкость; L_ef – зависит от закрепления концов колонн: L_ef = μ·L;

μ – коэффициент учитывающий закрепления концов колонны

μ=1 0,7 0,5 2 λ≤120

м – м ж - м ж – ж ж

1) задаёмся φ_А = 0,6 – 0,8

2) A_тр = N/φ·R_yγс

3) выбираем номер профиля

4) λ = L_ef/i_min <> φ_i

5) φ₂ = (φ₁+ φ)/2

приведённая гибкость λ = λ(R_y/E)^0,5

при назначении толщины стенки в колоннах из труб следует принимать стенку как можно тоньше. Чем < толщина стенки, тем > радиус инерции.

Толщина стенки из условия местной устойчивости должно быть не<

t≥r/3,14; m = (E/R_y)^0,5 т. е. Местная устойчивость стенки будет обеспечена.

Сквозные колонны.

Основное условие проектирования сквозных колонн – это обеспечение равноустойчивости, ото условие реализуется выбором расстояний между плоскостями.

Х – материальная ось

Y – свободная ось

L’ – шаг планок (между осями)

 

Относительно материальной оси колонна работает как сплошная, относительно свободной - как составная. Расчёт начинается с материалmной оси.

Задаёмся φ А→ I или Е подбирают

Проверка на устойчивость σ = N/φ·A≤R_y·γ_c

Коэффициент продольного изгиба определяют в зависимости от гибкости материальной оси λ_x=L_ef/i_x Дальнейший расчёт сводится к определению расстояния b между ветвями, т. к. колонна должна быть устойчива λ_x=L_ef – приведенная гибкость

L_ef - определяется в зависимости от отношения погонных жёсткостей планки к ветви

k = L_S·l^’/b·I_y’, если к<5, то l_ef = (I²_y+0,82 I²_y’·(1+1/k))^0,5;

если к≥5, то L_ef = (I²_y+I²_y’)^0,5; λ_x = L_ef => L_y = (I²_x-I²_y’)^0,5 λ_y = L_ef/i_y; I = L_ef/ λ_y;

i_y = (I/A)^0,5 = (2[i_y’+A(b/2)²]/2A)^0,5 = (i_y’+b²/4)^0,5; i²_y = i²_y’+b²/4; b = 2(i²_y- i²_y’)^0,5

23.Стальные формы для изготовления СЖБИ. Назначение и виды форм. Конструктивные элементы формы. Точность изготовления.

Стальные формы предназначены для изготовления ЖБИ заданной формы с четкими гранями и гладкой поверхностью. Различают формы для элементов с обычной арматурой и с напряженной. Последние способны воспринимать усилия натяжения арматуры. Если усилие растяжения передается на упоры вне формы, то такие формы называются стендовыми. В зависимости от технологии производства элементов формы проектируют переносными, передвигаемыми, стационарными.

По назначению формы м.б. индивидуальными или групповыми. Основными конструктивными элементами являются: поддон, борта, торцевые диафрагмы и упоры для напрягаемой арматуры, шарниры и бортовые замки.

М.б. откидные борта, съемная бортовая оснастка или неразъемные формы.

Точность изготовления форм определяется допусками отклонений размеров изделия и деформативностью элементов форм и их сопряжений. Допуск на соответствующий размер определяется по формуле: ;

— допуск на линейный размер;

= 3мм— отклонение размера по длине или ширине формы за счет зазоров в шарнирных соединениях и податливости замковых соединений увеличение зазоров в процессе эксплуатации формы;

—изменение размера по всей высоте изделия от поворота его торцевого сечения при внецентренном приложении усилия натяжения арматуры

; ; ; ;

Для форм изделий без предварительного натяжения арматуры:

Для неразборных форм: .

Допустимое отклонение устанавливается ГОСТом на изделия.

По величине из таблицы ГОСТа для соответствующего интервала проектных размеров находят ближайшие табличные значения допуска, принимают его за расчетное и устанавливают класс точности для данного размера.

Допускаемую деформацию борта у определяют по формуле (принимают сразу) у=0,25 ;

;

без откидных бортов: ;

неразъемная форма: ;

Допускаемый прогиб либо выгиб поддона определяется по формуле:

;

—допуск на неплоскостность поддона, которое определяется расстоянием между 2-мя параллельными плоскостями между которыми вписывается рабочая поверхность поддона и зависит от возможностей завода и регламентируется ГОСТ.

Проектные размеры формы по длине и ширине определяются по формулам: длина ; ширина , по высоте

 

Бетон. Классы и марки бетона.

Бетон— искусственный строительный материал, в котором крупные и мелкие каменные заполнители соединены вяжущим в одно монолитное тело. Классы бетона бывают по прочности на осевое сжатие (В), по прочности на осевое растяжение (Вt).

Марки бывают по: морозостойкости (F), по водонепроницаемости (W), по средней плотности (Д), по самонаряжению (Sр).

Класс бетона по прочности на осевое сжатие — это временное сопротивление сжатию (МПа) эталонных кубов с размерами ребра 15 см, изготовленных и испытанных в соответствии с ГОСТом с учетом пластической изменчивости прочности.

Классы бетона на осевое сжатие В7,5; В10; В12,5; В15; В20; и т.д. через 5 до В60.

Классы бетона по прочности на осевое растяжение — это средняя статистическая величина временного сопротивления осевому растяжению (МПа) эталонных образцов, изготовленных и испытанных в соответствии с ГОСТом.

Коэффициент вариации прочности бетона при растяжении принимается Vвt,m = 0,165.

Доверительная вероятность 0,95.

Гарантированная прочность класса бетона на осевое растяжение

Классы бетона на растяжение: Вt0,8; Вt1,2; Вt1,6; Вt2,0; Вt2,4; Вt2,8; Вt3,2.

Марка по морозостойкости— это число выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания водонасыщенных образцов, испытанных в соответствии с ГОСТом при котором прочность снижается не более чем на 15% по сравнению с прочностью образца, неподвергающегося замораживанию.

Марки для тяжелого бетона: F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

Для легкого бетона: F25; F35; F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

Для поризованного и ячеистого бетонов: от F15 до F100;

Марка по водонепроницаемости — наибольшее давление воды (МПа), при котором не наблюдается её просачивание через стандартный образец: W2; W4; через 2 до W12. Цифра— давление воды.

Марка бетона по средней плотности — это гарантированная собственная масса бетона в кг/м³, контролируемая на базовых образцах в установленные сроки согласно ГОСТу.

Для тяжелого бетона: Д2300, Д2400, Д2500.

Для мелкозернистого бетона Д1800 до Д2400 через 100.

Для легкого бетона: Д800 через 100 до Д2000.

Для поризованного бетона: от Д800 до Д1400.

Для ячеистого бетона: от Д500 до Д1200.

Марка бетона по самонапряжению— гарантированное значение предварительного напряжения бетона (МПа), создаваемое в результате его расширения при наличии продольной арматуры в количестве 1-го % по ГОСТу.

Марки Sp0,6 через 0,2 до Sp4. Цифра — значение самонапряжения.

 

 

2. Арматура. Виды и механические свойства. Классификация.

Виды и классы арматуры. В зависимости от предела текучести всю гибкую арматуру делят на классы. Под горячекатаной понимают стальную арматуру в виде отдельных стержней круглого, эллиптического, квадратного и др. сечений. Класс такой арматуры обозначают А и римской цифрой (чем больше цифра, тем выше прочность): А-1 (гладкая), А-11, А-111, А-1V, A-V, A-V1 (периодического профиля)— не подвергаемая после проката упрочняющей термической обработке; Ат-111, Ат-1V, Ат-V, Ат-V1— термически и термомеханически упрочненная, т.е. подвергаемая после проката упрочняющей термической обработке, А-111в— упрочненная вытяжкой. В обозначении классов арматуры с повышенной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением добавляют индекс «К» (Ат-1VК), свариваемой индекс «С» (Ат-1VС) и т. д.

Под холоднотянутой понимают стальную проволочную арматуру. Обозначают её «В» и подразделяют на классы: Вр-1— рифленая (периодического профиля); Вр-11— гладкая высокопрочная, Вр-111— высокопрочная рифленая; К-7, К-19— проволочные канаты соответственно 7- и 9- проволочные и др.

Гладкая арматура имеет гладкую поверхность. Под арматурой периодического профиля понимают арматуру, на поверхности которой имеются часто расположенные кольцевые выступы, обеспечивающие надежное сцепление её с бетоном без устройства анкерных крюков на концах стержней. Выступы на арматурных стержнях класса А-11 образованы по винтовой линии, а на стержнях классов А-111,А-1V— «в ёлочку»

Под обычной понимают арматуру, укладываемую в изделие без её предварительного натяжения. В качестве обычной рабочей арматуры применяют в сварных сетках и каркасах, арматуру классов А-V, АV1— только в качестве сжатой арматуры. Обычная арматура хорошо сваривается контактной и дуговой сваркой.

Физико-механические свойства.

1. Прочность. Под прочностными характеристиками понимают предел текучести арматуры, временное сопротивление. Эти характеристики зависят от химического состава стали и технологии изготовления арматуры. Пределом текучести называется предел при котором растут пластические деформации стали без увеличения внешней нагрузки.

2. Деформативность. Под деформативностью понимают характеристики пластичности стали, величину угла изгиба или число перегибов в холодном состоянии, ползучесть стали.

3. Ползучесть и релаксация напряжений. Под ползучестью понимают рост деформации под нагрузкой во времени. Она увеличивается с повышением уровня напряжений и температуры.

Под релаксацией напряжений понимают снижение во времени предварительных напряжений в арматуре или жестком закреплении её концов, стесняющем свободное деформирование арматуры. Она зависит от прочности и химического состава стали, технологии изготовления, температуры, геометрии поверхности, величины натяжения и условий применения.